CN111204656A - 一种塔机智能吊钩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塔机智能吊钩，包括至少具有吊钩架和吊钩头的吊钩块本体，与吊钩头连接的传感销轴，设置于吊钩架上的阻尼减震机构，安置于阻尼减震机构上的图像采集模块，相互连接的控制模块、声音采集模块、供电模块、测距模块和无线传输模块，安置于吊钩架上对模块封装的防水罩壳，安置于防水罩壳上的并与无线传输模块连接的用于向塔机传输信号的天线，以及安装于吊钩架表面的太阳能板。本发明采用传感销轴、摄像头、降噪麦克风、测距模块等器件的整合设计，实现了吊装作业时较为全面的环境信号采集，极大地方便了驾驶员掌握吊钩部分的各种环境及参数情况，有效提高了塔机作业的效率，并提高了作业安全性。
Description
技术领域
本发明涉及塔机吊钩技术领域，具体地讲，是涉及一种塔机智能吊钩。
背景技术
塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，因其作业空间大，是建筑工地上一种必不可少的设备。由于塔机的塔身高，且操作室都是位于塔身顶端，在塔机工作过程中，由于视距较远、建筑遮挡物、光线等原因，驾驶员很难直接观察吊钩处的作业状况，影响作业效率，并存在安全隐患，一般都会配备指挥员通过对讲机等方式进行指挥，但也不能解决根本问题，依然会有安全事故发生。
随着科学技术发展，现目前有人采用在塔机的塔臂前端安装摄像头的方式来拍摄地面情况，将图像反馈给驾驶员观看参考，以便更加便捷地进行作业。但仍然存在诸多问题：如仅拍摄图像，功能较为单一，不能满足驾驶员获取吊装部位及周围信息的全面需求；如安装在塔臂上的摄像头距离地面较远，对于接近地面附近的拍摄图像会不够清楚；摄像头及配套的电子设备部分长时间暴露在外，缺少有效的防雨防震措施，导致设备容易老化、成像质量降低等状况。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种塔机智能吊钩，以提高吊装部位及周围环境的较为全面的信息供驾驶员充分了解，提高作业效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种塔机智能吊钩，包括至少具有吊钩架和吊钩头的吊钩块本体，与吊钩头连接的用于测量起吊重量的传感销轴，设置于吊钩架上的阻尼减震机构，安置于阻尼减震机构上并用于采集朝向地面方向的图像信息的图像采集模块，设置于吊钩架上用于接收来自传感销轴和图像采集模块的信号的控制模块，与控制模块连接的声音采集模块、供电模块、测距模块和无线传输模块，安置于吊钩架上并将控制模块、声音采集模块、供电模块、无线传输模块封装的防水罩壳，安置于防水罩壳上的并与无线传输模块连接的用于向塔机传输信号的天线，以及安装于吊钩架表面并为供电模块充电的太阳能板；
其中，所述图像采集模块包括均安置于阻尼减震机构上的广角定焦摄像头和电动调焦摄像头；所述测距模块安置于吊钩架顶端，用于监测吊钩块本体上方与塔机平衡臂之间的距离。
具体地，所述声音采集模块为降噪麦克风；所述无线传输模块为5G WIFI模块；所述控制模块采用移动处理芯片作为核心。
具体地，所述供电模块为带有充电电路的蓄电池，该充电电路与太阳能板电性连接。
进一步地，所述吊钩架上还沿其边缘设置有用于指示吊钩升降方向的警示灯带，该警示灯带与控制模块电性连接。
进一步地，所述防水罩壳上还设有与控制模块电性连接的对地微波雷达，用于对吊钩块本体下方的障碍物感知。
更进一步地，所述阻尼减震机构包括与吊钩架固定连接的减震底座，横向设置于减震底座上的阻尼轴，安置于阻尼轴上的旋转阻尼器，以及与旋转阻尼器固定连接的摄像头安装架，其中广角定焦摄像头或电动调焦摄像头固定安置于该摄像头安装架上。
更进一步地，所述电动调焦摄像头包括摄像头本体，以及与摄像头本体的镜头对接的电动调焦镜头。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用传感销轴检测吊钩头的起吊重量信息，采用双位的摄像头采集吊钩头下方的图像信息，采用降噪麦克风采集吊钩头附近的声音信息，采用测距模块监测吊钩架的起吊距离信息，实现了吊装作业时较为全面的环境信号采集，并在控制模块对这些信息数据初步处理后，通过无线传输模块将其传输塔机操作室供驾驶员查看，极大地方便了驾驶员掌握吊钩部分的各种环境及参数情况，作出合适的吊装操作，有效提高了塔机作业的效率，并提高了作业安全性。
(2)本发明巧妙地将图像采集模块设置于吊钩块上，可以较近地采集获取到准确吊装环境信息，方便驾驶员查看，提高了吊装环境图像的辨识度；并且采用阻尼减震机构来安置图像采集模块，能够减小吊钩块在吊装过程中摆动对图像采集产生的影响，结合现有的图像校正技术，保证了图像采集的清晰准确。
(3)本发明在吊钩架上设置警示灯带，通过流水方式提示当前吊钩块的升降方向，既能够直观地驾驶员提示吊装状态，确定其操作，也能够直观地对吊装点附近人员进行警示，方便其避让，提高了安全性。
(4)本发明采用蓄电池对器件进行供电，避免了繁杂的布线，并通过太阳能板为蓄电池充电，提高了续航性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中电子器件部分的结构框图。
图3为防水罩壳部分的安装结构示意图。
图4为阻尼减震机构的结构示意图。
图5为应用本发明的塔机整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图5所示，该塔机智能吊钩，包括至少具有吊钩架1和吊钩头2的吊钩块本体19，与吊钩头连接的用于测量起吊重量的传感销轴3，设置于吊钩架上的阻尼减震机构4，安置于阻尼减震机构上并用于采集朝向地面方向的图像信息的图像采集模块5，设置于吊钩架上用于接收来自传感销轴和图像采集模块的信号的控制模块，与控制模块连接的声音采集模块、供电模块、测距模块10和无线传输模块，安置于吊钩架上并将控制模块、声音采集模块、供电模块、无线传输模块封装的防水罩壳6，安置于防水罩壳上的并与无线传输模块连接的用于向塔机传输信号的天线7，以及安装于吊钩架表面并为供电模块充电的太阳能板8；所述吊钩架上还沿其边缘设置有用于指示吊钩升降方向的警示灯带9，该警示灯带与控制模块电性连接。所述防水罩壳上还设有与控制模块电性连接的对地微波雷达，用于对吊钩块本体下方的障碍物感知。
其中，所述图像采集模块包括均安置于阻尼减震机构上的广角定焦摄像头和电动调焦摄像头；所述测距模块安置于吊钩架顶端，用于监测吊钩块本体上方与塔机平衡臂之间的距离。
具体地，所述声音采集模块为降噪麦克风；所述无线传输模块为5G WIFI模块；所述控制模块采用移动处理芯片作为核心，如Intel Core i7系列移动处理器；所述供电模块为带有充电电路的蓄电池，该充电电路与太阳能板电性连接。所述广角定焦摄像头和电动调焦摄像头为根据实际应用需求采购获得的设备，如CRAV/CRAH系列、DS-2CD4A25FWD等。
具体地，所述防水罩壳包括相互密封连接的底板31和罩壳34。其中，底板贴合地安置于吊钩架上的合适位置，并通过其四周设置的连接耳32采用螺钉与吊钩架固定，底板上设有一用于与罩壳接合的台阶33，在台阶上设有器件安装位，用于安置相应的模块和电路板；罩壳呈五面封闭一面开口的壳体形状，与底板接合的一侧形状与所述台阶匹配，当罩壳与底板结合后在该侧内侧部分与台阶之间设置密封条35或填充密封胶，使罩壳与底板相互密封连接，同时该侧端面上设有一环状缺口，其内安置环形密封圈36，提高了密封性能；在罩壳的侧面上配置有连接孔37，以供相应模块的接头安置，如天线接口、图像输入接口、充电接口等，这些接头接口和连接孔之间套接有防水胶圈38以保证罩壳内部器件的密封性，并且这些接头接口本身也采用防水设计。
具体地，所述阻尼减震机构可配置为两个，分别用于安装广角定焦摄像头和电动调焦摄像头。该阻尼减震机构包括与吊钩架固定连接的减震底座11，横向设置于减震底座上的阻尼轴12，安置于阻尼轴上的旋转阻尼器13，以及与旋转阻尼器固定连接的摄像头安装架14，当智能吊钩在吊装过程中发生摆动时，利用该旋转阻尼器可使得图像采集模块保持相对平稳的状态，提高图像获取的清晰度。该阻尼减震机构主要用于减小一个方向的摆动影响，本实施例中还提供了一种用于减小两个方向摆动影响的阻尼减震机构，在前述阻尼减震机构基础上，在其减震底座侧面开设一减震连接孔15，在该减震连接孔内穿置一减震连接轴16，该减震连接轴的一端固定安置于吊钩架上，另一端设置一将减震底座保持在该减震连接轴上的限位头17，并且在该减震连接轴上还套置一位于吊钩架和减震底座之间的减震弹簧18；该减震连接轴的轴向与所述阻尼轴的轴向不同，因而利用该减震弹簧的弹力作用可食的安置在摄像头安装架上的图像采集模块可减小两个方向的摆动影响，进一步提高了图像获取清晰度。
本发明与塔机20配合使用，其如普通吊钩一样通过钢缆连接于塔机的平衡臂21上的缆车22上。使用时，打开图像采集模块上的两个摄像头对吊钩下方空间及地面的环境情况进行图像采集，其中广角定焦摄像头可较大范围地获取到环境整体情况信息，通过手动或自动方式调节电动调焦摄像头的拍摄焦距，可对局部空间环境情况进行放大拍摄，两个摄像头拍摄的图像经传输后可同时展示在驾驶室23内安置的显示屏上，使得驾驶员在掌握了吊钩周围环境整体情况基础上还能够获得局部环境情况，以便作出更准确的判断和作业操作；在图像采集过程中降噪麦克风可获取到吊装物件处的操作人员的指令，更便于驾驶员作出与之配合的作业操作；当吊钩头挂上待吊装物件后利用传感销轴检测到重量信息，可判断当前待吊装物件是否超重，若超重则可通过配置的报警器进行报警并由控制室的控制系统中止吊装作业。这些图像信号、声音信号、重量数据信号经控制模块初步处理后通过无线传输模块利用天线进行发射传输，基于传输距离和传输质量的考虑，在塔机的平衡臂上可相应配置中继器对这些信号进行中继传输，最终传输到驾驶室内的控制系统上并经显示屏和扬声器呈现给驾驶员，并且，驾驶室内也可配置麦克风，吊钩架上也可配置扬声器，以便于驾驶员和下方操作人员之间的实时交流。
在测距方面，可在塔机平衡臂的缆车上配置另一测距模块，与吊钩架上的测距模块配合以测量吊钩架与缆车之间的距离，避免上升过度操作导致碰撞意外；该测距模块采用现有的测距技术，如激光测距技术、红外测距技术、无线信号强度测距技术等，其具体原理过程在本实施例中不再赘述。基于该测距模块获取到的信号，由经控制模块和无线传输模块及天线发送至塔机控制室为驾驶员展示，当吊钩架与缆车的距离过小时，可通过配置的报警器进行报警并由控制室的控制系统中止上升操作。同时还通过对地微波雷达监测吊钩头下方的触地情况或对附近障碍物感知，避免吊钩头下降过程中与其他物体发生碰撞等意外事故，该对地微波雷达检测的信号也由经控制模块和无线传输模块及天线发送至塔机控制室为驾驶员展示，其本身为市购产品，本实施例对其具体结构不再赘述。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种塔机智能吊钩，包括至少具有吊钩架和吊钩头的吊钩块本体，其特征在于，还包括与吊钩头连接的用于测量起吊重量的传感销轴，设置于吊钩架上的阻尼减震机构，安置于阻尼减震机构上并用于采集朝向地面方向的图像信息的图像采集模块，设置于吊钩架上用于接收来自传感销轴和图像采集模块的信号的控制模块，与控制模块连接的声音采集模块、供电模块、测距模块和无线传输模块，安置于吊钩架上并将控制模块、声音采集模块、供电模块、无线传输模块封装的防水罩壳，安置于防水罩壳上的并与无线传输模块连接的用于向塔机传输信号的天线，以及安装于吊钩架表面并为供电模块充电的太阳能板；
其中，所述图像采集模块包括均安置于阻尼减震机构上的广角定焦摄像头和电动调焦摄像头；所述测距模块安置于吊钩架顶端，用于监测吊钩块本体上方与塔机平衡臂之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种塔机智能吊钩，其特征在于，所述声音采集模块为降噪麦克风；所述无线传输模块为5G WIFI模块；所述控制模块采用移动处理芯片作为核心。
3.根据权利要求1所述的一种塔机智能吊钩，其特征在于，所述供电模块为带有充电电路的蓄电池，该充电电路与太阳能板电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种塔机智能吊钩，其特征在于，所述吊钩架上还沿其边缘设置有用于指示吊钩升降方向的警示灯带，该警示灯带与控制模块电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种塔机智能吊钩，其特征在于，所述防水罩壳上还设有与控制模块电性连接的对地微波雷达，用于对吊钩块本体下方的障碍物感知。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种塔机智能吊钩，其特征在于，所述阻尼减震机构包括与吊钩架固定连接的减震底座，横向设置于减震底座上的阻尼轴，安置于阻尼轴上的旋转阻尼器，以及与旋转阻尼器固定连接的摄像头安装架，其中广角定焦摄像头或电动调焦摄像头固定安置于该摄像头安装架上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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